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強磁性・反強磁性半導体を用いた超高速スピントロニクスに関する研究

Research Project

Project/Area Number 15J01672
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

都澤 章平  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsスピントロニクス
Outline of Annual Research Achievements

分子線エピタキシ法によりGaAs基板上にCuMnAsの結晶成長を行った。反射高エネルギ電子線回折による結晶成長表面のその場観察を行い、ストリークパターンが観測されたことから、単結晶薄膜の結晶成長に成功していることが分かった。誘導結合プラズマ質量分析計を用いた組成分析により、結晶成長した単結晶薄膜がCuおよびMnを含有していることを確認した。エネルギ分散X線分光法により元素マッピングを行い、CuおよびMnが結晶中に均一に分布しており偏析等がないことを確認した。結晶成長後にX線回折測定を行ったところ、CuMnAsの回折ピークが観測され、成長した試料がCuMnAs単結晶であることが確認できた。また、磁化率の温度依存性を測定したところ、磁化率は温度上昇に伴い増加し400ケルビン付近でピークを取ることから、CuMnAsが室温以上のネール温度を有する反強磁性体であることが確認できた。
反強磁性金属PtMnと強磁金属パーマロイの積層構造における電流-スピン変換効率を決めるために、パーマロイに強磁性共鳴を励起した際に下地のPtMnに生じる直流電圧信号の測定を行った。直流電圧信号の一部は逆スピンホール効果から生じており、電流-スピン変換が行われることが分かった。併せて非磁性金属Taと強磁性金属パーマロイの積層構造において、パーマロイに強磁性共鳴を励起した際のスペクトルの半値幅を調べると、下地層が反強磁性金属PtMnの場合のそれよりも小さく、下地層が反強磁性金属PtMnの場合にはより効率の良い電流-スピン変換が行われている可能性を示唆した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Temperature dependence of in-plane magnetic anisotropy and anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As codoped with Li2016

    • Author(s)
      S. Miyakozawa,L. Chen,F. Matsukura, and H. Ohno
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 108 Issue: 11 Pages: 112404-112404

    • DOI

      10.1063/1.4944328

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Temperature and magnetic field direction dependence of transport property of (Ga,Mn)As codoped with Li2016

    • Author(s)
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • Organizer
      14th RIEC International Workshop on Spintronics / 4th JSPS Core-to-Core Workshop on “New-Concept Spintronic Devices”
    • Place of Presentation
      Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics, Research Institute of Electrical Communication, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2016-11-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temperature dependent in-plane anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As:Li2016

    • Author(s)
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • Organizer
      2016 Tohoku University and University of York Joint Seminar
    • Place of Presentation
      Sakura Hall, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2016-10-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temperature dependence of magnetotransport properties in (Ga,Mn)As codoped with Li”2015

    • Author(s)
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • Organizer
      13th RIEC International Workshop on Spintronics
    • Place of Presentation
      東北大学電気通信研究所附属ナノ・スピン実験施設(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-11-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature dependence of in-plane anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As:Li2015

    • Author(s)
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Li codoping on in-plane uniaxial magnetic anisotropy in (Ga,Mn)As2015

    • Author(s)
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • Organizer
      17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2015-07-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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